Materiais Refratários

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Relação da casca de arroz com os materiais refratários.
Carline eberhardt
Dalton bladt
Elisa basei
Gabriel dezordi
Iasmim machado
Engenharia mecânica – 4MC
Materiais cerâmicos e poliméricos
Materiais Refratários
	Os Materiais Refratários devem ser estáveis química e fisicamente a altas temperaturas. Dependendo da aplicação, devem possuir alta resistência ao choque térmico, ser quimicamente inertes e possuir faixas específicas de expansão térmica.
Cinza de Casca de Arroz e os Refratários
Objetivos
Nosso estudo será baseado em uma aplicação que trata do uso de casca de arroz como fonte de matéria-prima na fabricação de refratários de sílica. 
	Pretende-se mostrar que através de experimentos com processos de queima da casca de arroz controlados, elabora-se um processo para a obtenção de sílica amorfa a partir da cinza da casca do arroz com características adequadas para o emprego na fabricação de refratários.
Introdução
Com o avanço da indústria cerâmica, e do aumento da preocupação com o meio ambiente, está cada vez mais necessário a busca de meios tecnológicos que tragam uma melhor relação custo/benefício dos materiais produzidos, no caso dos refratários. Então conheceremos o uso da cinza de casca de arroz (CCA), que vem sendo um bom material e não poluente.
Metodologia
	Para obter as informações a seguir,usamos o artigo:
 (CARACTERIZAÇÃO DE CINZA DE CASCA DE ARROZ PARA USO COMO MATÉRIA-PRIMA NA FABRICAÇÃO DE REFRATÁRIOS DE SÍLICA) Escrito por Viviana Possamai Della, Ingeborg Kühn e Dachamir Hotza do Departamento de Engenharia Mecânica/Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Santa Catarina.
MATÉRIA PRIMA
A CCA é um resíduo agro-industrial largamente encontrado em regiões onde este cereal é beneficiado. Contém, em média, 95 a 98 % (em peso) de sílica, na forma amorfa hidratada, significando 13 a 29 % do total da casca do arroz.
Sendo assim a CCA é parte da matéria prima de um refratário, mas a matéria prima do CCA é a casca do arroz.
A Casca de Arroz
Casca de Arroz Carbonizada
Composição
	A casca do arroz é um material fibroso, composto basicamente por celulose, lignina e matéria orgânica. A principal utilização desse rejeito é na geração de energia térmica, entretanto desse uso é gerado um resíduo negro, de difícil degradação e com alto teor de silício que, se depositado de maneira incorreta, pode causar danos ao meio ambiente e aos seres humanos.
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Composição
	A CCA é um produto rico em sílica (teores superiores a 90%, que pode ser usada como componente principal de massas cerâmicas para a produção de refratários silicosos ácidos.
Composição
Obtenção do Material
	Do processo de beneficiamento de arroz tem-se como resíduo a casca de arroz, que devido ao seu alto poder calorífico e custo praticamente nulo, vem cada vez mais substituindo a lenha empregada na geração de calor e de vapor, necessários para os processos de secagem e parboilização dos grãos.Decorrente dessa combustão resulta a cinza de casca de arroz – CCA
Obtenção do Material
Considerando que do total de arroz colhido, 23% correspondem à casca e 4% correspondem à cinza, conclui-se que é gerada aproximadamente 443.591 toneladas deste resíduo são geradas no Brasil.
A CCA é denominada um resíduo quando é obtida sem controle de temperatura e tempo de exposição.
Sílica Obtida da Casca de Arroz
Características
	Esta casca possui alta dureza, fibrosidade, e natureza abrasiva, leva a obtenção de produtos com baixa propriedade nutritiva, boa resistência ao desgaste e muita cinza. Como resíduo da combustão temos o CCA que é um produto rico em sílica que pode ser usado como componente principal na produção de refratários.
Principais Características
Alto poder calorífico (16720 kJ/kg)
Ótimas propriedades: alta resistência mecânica em temperaturas elevadas
Elevado teor de óxido de silício, presente sob a forma amorfa, o que torna a CCA uma fonte natural e renovável de sílica;
Principais Características
Teores bastante baixos (inferiores a 1%) de óxidos fundentes, que, por sua vez, baixam o índice de refratariedade do material;
Elevado teor de carbono, que mostra que a CCA foi queimada a baixa temperatura;
Sílica amorfa como constituinte básico, com predominância de partículas pequenas e de formato alongado e contorcido;
Estrutura do CCA
Cinza de Casca de Arroz (CCA)
Processamento
Processamento
	O processamento constitui-se basicamente pelo :
beneficiamento do arroz, que gera a
 casca de arroz, que quando em combustão gera o 
CCA, que é rico em silício e então serve como um tipo de 
matéria prima para refratários, agindo em tijolos refratários, isolantes térmicos e outros.
Processamento
	Mas durante o processamento são analisadas propriedades do CCA como a área da cinza, que é regulada por peneiramento, a umidade da cinza que é regulada por secagem, o teor de carbono regulado por calcinação em forno, a densidade determinada por um picnômetro, quando o material está em forma de pó, e são feitos experimentos para determinar a fusibilidade por recozimentos.
CCA
Aplicação
	Os tipos de refratários à base de sílica que podem ser fabricados à base do CCA possuem ótimas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas e por isso são muito usadas em abóbodas de fornos de grande porte. Muito usados na fabricação de tijolos refratários e elementos necessários em fornos siderúrgicos.
Aplicações
	O alto teor de silício permite a fabricação de isolantes térmicos, tijolos prensados, produção de cimento e materiais refratários ácidos (estes são usados em fornos que trabalham em condições mais extremas e a temperaturas mais altas comparados a refratários de argila).
Revestimentos de Fornos de Siderurgia
Exemplo de Refratário Ácido (Tijolos)
Aplicação da Abóboda
Abóbodas de Fornos
Abóbodas de Fornos
Aplicação do Tijolo Refratário em Forno
Vantagens
Elevada resistência mecânica ;
Aguentam temperaturas mais elevadas que as argilas refratárias;
Resistentes a escórias ricas em sílica, sendo usadas como vasos de contenção para tal. 
Vantagens
Reduzem a geração de resíduos nos processos industriais e agrícolas, principalmente os poluentes;
Melhoram a relação custo/benefício;
Solucionam o problema da disposição das cinzas no meio ambiente.
Desvantagens
Facilmente atacados por escórias básicas (CaO e MgO);
Teores bastante baixos (inferiores a 1%) de óxidos fundentes, que, por sua vez, baixam o índice de refratariedade do material;
Não se aplica a qualquer tipo de cerâmicos.
Conclusão
	Uma das maiores potencialidades do uso da CCA está na fabricação de materiais refratários à base de sílica. O alto ponto de fusão, a baixa densidade picnométrica e a alta porosidade, aliados à grande disponibilidade e ao baixo custo da cinza, são indicativos de um material em potencial para a fabricação de tijolos refratários como os necessários em fornos siderúrgicos. Um ótimo recurso a favor dos cerâmicos, da siderurgia e do meio ambiente.